- •Чернігів
- •Лабораторна робота № 6
- •Короткі теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •6. На основі даних вимірювань і обчислень зробіть висновки про придатність лічильника для використання.
- •Дані вимірювань опорів, проведених згідно пункту 3 занесіть до таблиці 2.
- •Проаналізуйте дані вимірювань та зробіть висновки по роботі.
- •Короткі теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Література
- •Звіт до роботи
- •Результати вимірювань котушки із стальним сердечником без зазору та з зазором занесіть до таблиці 2.
- •Питання для самостійної роботи
- •Література
- •Звіт до роботи
- •Короткі теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Література
- •Звіт до роботи
- •Правила виконання лабораторних робіт
- •Без дозволу викладача підключати коло до мережі забороняється!
Проаналізуйте дані вимірювань та зробіть висновки по роботі.
РОЗРАХУНКИ ТА ВИСНОВКИ
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 8
ВИМІРЮВАННЯ ОПОРІВ ПОСТІЙНОМУ ТА ЗМІННОМУ СТРУМУ
Мета роботи: 1. Вивчити будову приладів безпосереднього вимірювання електричних опорів. 2. Навчитися користуватись приладами та вимірювати електричний опір провідників, ізоляції та заземлення за допомогою: а)амперметра і вольтметра; б) вольтметра; в) мегомметра; г) містка опорів.
Знати: будову приладів безпосереднього вимірювання опорів; основні схеми вимірювання опорів постійному та змінному струму.
Вміти: вимірювати електричний опір провідників, ізоляції та заземлення посереднім і безпосереднім методами.
Обладнання: 1. Амперметр і міліамперметр магнітоелектричної системи. 2. Вольтметр і мілівольтметр магнітоелектричної системи. 3. Вольтметр електростатичної або випрямної системи. 4. Амперметр і вольтметр електромагнітної системи. 5. Ватметр. 6. Універсальний вимірювальний місток типу УМВ. 7. Подвійний вимірювальний місток типу МД-6. 8. Магазин опорів чотиридекадний (1-10 000 Ом). 9. Заземлювачі (стальні труби діаметром 50-70мм довжиною 2500мм), закопані в ґрунт з привареними заземлюючими провідниками. 10. Набір вимірюваних резисторів. 11. Котушка індуктивності. 12. Реостати. 13. Блок живлення постійної та змінної напруги. 14. Стенди і плакати приладів для вимірювання опорів.
Короткі теоретичні відомості
Однією з основних величин, від якої залежить режим роботи електричного кола, електроустановки, мережі електропередачі та електричного зв'язку, є опір провідників, ізоляції, а інколи і заземлення. Відповідно до нормального режиму роботи електро-установки опір повинен мати певне значення або змінюватись у вказаних межах. При порушенні нормального режиму роботи електроустановки, технічній несправності або недопустимому відхиленні від нього опір різко змінюється, виходячи за встановлені параметри.
Тому-то визначення опорів при виготовленні електричних машин, апаратів, приладів, їх монтажу й експлуатації є передумовою нормального режиму їх роботи. Деякі опори зберігають свою величину практично незмінною, інші суттєво змінюються з часом, при зміні температури, вологості, механічних зусиль тощо. Тому як при виробництві, так і під час монтажу й експлуатації електроустаткування треба вимірювати опори. Із цього випливають різноманітні умови й вимоги до вимірювання опорів. У одних випадках ці вимірювання повинні бути точними, в інших задовольняє ці вимоги наближене вимірювання опорів. Саме вимірювання може проводитись як при штучно створених умовах, так і при різноманітних природних (експлуатаційних) умовах, зокрема в колі з робочою напругою або вимкненою.
Самі опори можуть бути малими і великими. Залежно від величини їх поділяють на три групи: малі опори – 1 Ом і менше; середні – від 1 до 105 Ом та великі – від 105 Ом і більше. Вимірюючи малі опори, треба враховувати, що на точність результату вимірювання впливають опори вимірювальних приладів, з’єднуючих провідників, контактів і термоелектрорушійні сили, тоді як при вимірюванні середніх опорів їх можна не враховувати, тому що відносна величина їх дуже мала.
При вимірюванні великих опорів треба враховувати об'ємний і поверхневий опори та вплив на них величини температури, вологості, забруднення й інших факторів.
Для вимірювання опорів, за винятком рідинних, використовують постійний струм і прилади магнітоелектричної системи, завдяки чому забезпечується більша точність вимірювання порівняно з вимірюванням на змінному струмі. При використанні змінного струму виникають похибки за рахунок його частоти, індуктивностей і ємностей кола та меншої точності вимірювальних приладів, придатних для вимірювання в колі змінного струму.
Змінний струм використовують для вимірювання опору рідинних провідників і провідників, провідність яких зумовлена вологістю (заземлення), оскільки постійний струм у таких провідниках призводить до електролізу і похибок вимірювання.
Опір провідників постійному струму – це опір, який створюється протидією середовища матеріалу провідника при проходженні по ньому струму. Величина опору залежить від матеріалу і геомет -ричних розмірів провідника.
Опір, який створює провідник при проходженні по ньому змінного струму, коли індуктивність і ємність провідника близькі до нуля, називається активним опором. В колі з провідниками, які мають індуктивність і ємність , крім активного опору провідників, виникають протидіючі сили, якими є е. р. с. самоіндукції (індуктив-ності) та е. р. с. заряду ємності (конденсатора).
Найбільш розповсюдженими методами вимірювання елект-ричного опору є метод амперметра і вольтметра, метод вольтметра, метод омметра, метод містка. При вимірюванні опорів постійному струму за допомогою амперметра і вольтметра вимірюють напругу на затискачах провідника і струм , який проходить по провіднику, а опір провідника визначають за законом Ома.
Таке вимірювання опору наближене, тому що при вимірюванні і розрахунках не враховано похибки, які вносять у коло вимірювальні прилади. В дійсності може бути дві схеми вмикання приладів (рис. 1).
Рис. 1
У першій схемі (рис. 1,а) вольтметр вимірює спад напруги на опорі та на амперметрі. У другій схемі (рис. 1,б) амперметр вимірює струм , що проходить через опір і вольтметр.
Першою схемою користуються тоді, коли вимірюваний опір великий порівняно з опором амперметра.
Другою схемою доцільно користуватись тоді, коли вимірюваний опір малий порівняно з опором вольтметра.
Опір можна виміряти одним вольтметром з відомим внутрішнім опором (рис. 2). Для цього треба зробити два вимірювання вольтметром: перше – виміряти напругу джерела живлення (рис. 2, перемикач у положенні 1), друге – виміряти напругу при послідовному з’єднанні вольтметра з вимірюваним опором (перемикач у положенні 2). Різниця показів вольтметра є спадом напруги на вимірюваному опорі . Величину опору можна знайти з пропорції:
Рис. 2
Безпосереднє вимірювання опорів омметрами.
Безпосереднім вимірюванням опору називають вимірювання за показами приладів, коли величину опору не обчислюють, а визнача-ють за відхиленням стрілки приладу.
Способи вимірювання опорів омметрами можна розподілити на дві групи. У першій групі точність вимірювання залежить від стабіль-ності напруги живлення. В омметрах цієї групи використовують однорамковий механізм магнітоелектричної системи. В омметрах другої групи використовують дворамковий механізм магніто-електричної системи (логометр), і точність вимірювання від напруги живлення не залежить.
О
мметри
можуть мати послідовну (рис. 3а) або
паралельну (рис. 3б) схему вмикання.
О
Рис. 3
Цього недоліку не мають омметри другої групи, в яких використо-вуються логометри. Покази омметрів-логометрів не залежать від напруги джерела і тому вони не потребують регулювання чутливості перед вимірюванням опорів: із зміною е.р.с. джерела живлення струми в котушках логометра змінюються, але їх відношення залишається незмінним.
Мегомметри – це омметри магнітоелектричної системи із генератором постійного струму. Вони призначаються для вимірювання великих опорів (опорів ізоляції в електроустановках без напруги). Щитові і переносні мегомметри випускаються різних типів на напруги 100-2500 В (із збільшенням напруги збільшується межа вимірювання). На рис. 4 показана принципова схема двох межового мегомметра типу М 1101М, що випускається на 100, 500 і 1000 В.
О
Рис. 4 Схема двох межового
мегомметра
Містковий метод, або метод нульових вимірювань опорів, найточніший. Його застосовують для точного вимірювання великих, середніх і малих опорів, індуктивностей, ємностей і ряду неелектрич-них величин. Цей метод використовують і на виробництві для вимірювання опору провідників, ізоляції і заземлення, виявлення місця пошкодження кабелю. На його основі побудовано електронні вольтметри та інші прилади.
Схема містка (рис. 5а) складається з трьох магазинів опорів , та , які утворюють із вимірюваним опором замкнутий ч отирикутний АВСD. До затискачів однієї діагоналі містка АС прикладено напругу акумуляторної батареї, у другу вимірювальну діагональ ВD – ввімкнено чутливий гальванометр (нульовий індикатор) НИ з нулем на середині шкали. Якщо в містковій схемі опори плечей відрегульовані, то можна добитися такого положення, коли звідки - .
П
Рис. 5
САМОСТІЙНА ПІДГОТОВКА
ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ
Ознайомитись з інструкцією та літературою до роботи.
Проаналізувати схеми вимірювання опорів різними методами і освоїти принцип їх дії.
Визначити опір провідника (при температурі 20° та при 100°С) довжиною l та поперечним перерізом S для заданого матеріалу згідно варіанту таблиці 1.
Варіант вибирається за останньою цифрою залікової книжки.
Табл. 1
Варіант |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Матеріал |
Ag |
Cu |
Al |
Fe |
Fe |
W |
Ni |
Al |
Cu |
Al |
Довжина провідника в м |
10 |
5 |
10 |
5 |
10 |
5 |
10 |
10 |
5 |
5 |
Поперечний переріз в мм2 |
2,5 |
0,5 |
1,0 |
4,0 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
6,0 |
1,5 |
4,0 |